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环境学院“生态毒理与健康风险”研究团队在复合污染毒性识别与水质评价技术方向取得进展

       近日环境学科国际权威期刊Environmental Science & Technology 在线发表了我院张效伟教授课题组在复合污染水质评价技术方面的重要研究进展。(DOI: 10.1021/acs.est.7b02648)复合污染的毒性识别和评估是水质评价、再生水利用中的一个重要难题。水体中存在成千上万的有机微污染物,威胁人群健康和生态安全。传统的化学分析无法反映水体的复合毒性效应。近年来发展起来的体外测试方法能够快速评估复合污染的生物活性(如内分泌干扰效应,遗传毒性等),但受限于可检测的效应终点,不能全面评估复合毒性。尽管毒理基因组学方法能够全面评估复合污染物引起的分子扰动,但是成本高昂,往往只能检测少量样品和有限的浓度范围,应用存在技术瓶颈。
       我院张效伟教授课题组采用简化转录组的策略和浓度效应模型,开发了一种基于人类细胞的简化转录组测试技术,用于评价水质。研究选用两种人源细胞系(肝源HepG2和乳腺源MCF7细胞),分别暴露于10种水样(包括污水处理厂废水和饮用水),利用RNA扩增子测序技术检测分子1200个人类基因的转录表达。开发剂量-效应模型识别差异表达基因并计算各基因的效应浓度;进而根据效应浓度的排序,预测水样引起的低剂量生物响应。在生物学通路水平,人类简化转录组图谱能够真实地呈现10种水样已有的103种体外测试结果,且与水样的化学物质浓度图谱相一致(图1)。与人类简化转录组测试提供了一种高效经济的水体复合污染毒性评价新方法。审稿专家认为:该论文具有创新性和系统性,对改进现有的高通量生物工具具有重要意义 (The manuscript is innovative and systematical, which is meaningful to improve current biological tools for high throughput)。
图1. 十种水样的人类简化转录组测试图谱(左)能够真实反映体外测试结果(右上),且与水样化学物质浓度图谱相一致(右下)

       论文第一作者为夏普博士研究生,通讯作者为张效伟教授;共同作者包括研究生张瀚心,王萍萍,田明明,和于红霞教授。
       研究受欧盟第七框架计划(FP7, Framework Program 7) Solutions项目资助(603437), 该项目由以欧盟成员国为主体的39家科研单位参加,总经费为1200万欧元,作为该项目唯一一家来自亚洲的研究单位,南大团队受资助经费为35万欧元。项目于2013年10月1日启动,项目执行期为5年。研究还获得江苏省杰出青年基金(BK20130015)的资助。夏普受南京大学优秀博士研究生创新能力提升计划B项目(201701B018)资助。

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